[发明专利]一种使离心泵径向受力平衡的三扩散管蜗壳结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心泵蜗壳结构，特别是使离心泵径向受力平衡的三扩散管蜗壳。

背景技术

作为重要的能量转换装置和流体输送设备，离心泵广泛的应用在国民经济的各个领域。传统的离心泵蜗壳结构如图1所示，是单隔舌单涡室的。在设计流量下，叶轮周围的压力是均匀的，在非设计流量下叶轮周围的压力是非均匀分布的，因而叶轮上必然形成一个大小方向随时间变化的径向力。离心泵内部流动为复杂的三维非定常湍流，常伴有流动分离、空化、水力振动等影响离心泵稳定运行特性的现象，而这些不稳定现象常常引起离心泵径向力的产生，不平稳的径向力会引起轴的挠动，进而引起泵的振动及影响密封机构和轴承的寿命。在图2所示的双涡室蜗壳结构存在两个相隔180°的隔舌，可以产生两个方向相反的径向力，理论上可以很好的平衡掉，但由于径向力的大小和方向均随时间变化，而两个隔舌的弧段不容易制造的完全一样，因此用两个方向相反的径向力并不能达到完全平衡。图3所示的在叶轮跟蜗壳之间的流道内布置多个导叶来平衡径向力的方法可以大大减小径向力，但受扩散管的限制，增加了制造安装成本，也加大了蜗壳的径向尺寸。

经检索，本文采用的关于使离心泵径向受力平衡的蜗壳结构没有相关报道。

发明内容

本发明的目的是解决离心泵运行过程中叶轮径向受力不平衡问题，从而减小离心泵流动诱导振动，使其运行更加平稳，延长使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括呈120°相差布置的第一扩散管、第二扩散管、第三扩散管，变一个蜗壳内多个隔舌的方式为3个扩散管。第一扩散管、第二扩散管、第三扩散管的作用是收集从叶轮中流出的液体，并输送到排出口。将传统的一个蜗壳扩散管变为三个的目的是使三个隔舌制造的一样，从而其产生的径向力大小也一样。同时，与一个蜗壳扩散管内多个隔舌的方案相比，本发明大大缩小了蜗壳的径向尺寸。扩散管数目为三个且呈120°相差布置的目的是使径向力的平衡更加稳定，使产生的三个径向力合力为零。当液流经叶轮加压后进入蜗壳，三个蜗壳同时充满液体，由于第一扩散管、第二扩散管、第三扩散管的特征完全一样，于是液流作用在三个隔舌上产生三个大小相等的径向力，由于三个径向力呈120°相差布置，所以三个径向力在一个平面内合力为零，并且达到一个平衡状态。相对于两个大小方向相反的径向力，三个力的平衡更加稳定。

本说明书所述的蜗壳结构不仅限于3个涡室，运用这种均匀分布多个扩散管使产生的径向力在一个平面内达到平衡的思想均可。

工作过程为：流体经叶轮进口进入叶轮后被加压甩出，进入第一扩散管、第二扩散管、第三扩散管，通过第一扩散管、第二扩散管、第三扩散管的出口连接不同的出口管分别输送到不同的泵出口，或汇集在一起由一个泵的出口输出。

本发明的优点在于：使离心泵径向受力平衡，运行平稳，增加使用寿命；结构不受流道限制，加工容易方便；不增加蜗壳的径向尺寸，多级泵的应用中更为便利；可由一台泵向不同的出口输送液体。

附图说明

图1：传统单隔舌蜗壳结构示意图。

图2：双隔舌蜗壳结构示意图。

图3：加导叶蜗壳结构示意图。

图4：本发明采用的蜗壳结构图。

图5：图4的A视图。

图中，1，叶轮；2，第一扩散管；3，第二扩散管；4，第三扩散管。

具体实施方式

在图4中，使离心泵径向受力平衡的蜗壳结构，包括扩散管（2）、扩散管(3)、扩散管(4)，三个蜗壳呈120°相差布置。液流经扩散管（2）、扩散管(3)、扩散管(4)的出口输送到不同的泵出口，或汇集在一起由一个泵的出口输出。

 当液流通过叶轮（1）进口进入叶轮，经过加压后甩出进入蜗壳，扩散管（2）、扩散管(3)、扩散管(4)同时充满了液流。液流对三个蜗壳均有径向力，但由于呈120°相差布置，三个径向力在同一平面上达到平衡。